在演義裡，曹真被羅貫中描寫的實在太窩囊。軍事方面屢敗於諸葛亮，器量小，諸葛亮北伐時，一封信把他氣死了，實在窩囊。然而在正史中，曹真絕非如此平庸。
曹真字子丹，曹操族子。父親曹邵是因曹操而死，所以曹操把曹真當成親生兒子看待。曹真喜歡打獵，曾經打獵時有一隻老虎追逐他，曹真回馬射虎，老虎應弦而倒。曹操壯其勇猛，讓他統率虎豹騎。
夏侯淵死後，曹操以曹真為征蜀護軍，督徐晃等在陽平關打敗劉備別將高翔。其後，曹操放棄漢中，命令各路軍隊陸續退出漢中，令曹真到武都去迎接曹洪所部回屯陳倉。
曹丕即位，以曹真為鎮西將軍，督雍州及涼州軍事，進封東鄉侯。張進在酒泉造反時，挾持太守，曹真派費曜打敗張進，並將張進斬首。
221年11月，盧水等胡羌組成聯軍在河西作亂，曹真率領大軍征討諸胡聯軍，大獲全勝，斬首五萬多，獲生口十萬，羊一百一十一萬口，牛八萬，河西從此平定。
228年，諸葛亮北伐，南安、天水和安定三郡皆投降蜀漢。曹叡遣曹真屯兵郿地，張郃在街亭大破馬謖。曹真於斜谷擊敗蜀將趙雲、鄧芝。起初，安定人楊條等劫持官吏據守月支城響應諸葛亮，曹真軍至安定，楊條對其眾說：「大將軍親自來了，我願意盡早出降。」於是三郡不戰自平。
曹真認為諸葛亮還會攻打陳倉，於是命將軍郝昭、王生守陳倉，修築城池。第二年春天諸葛亮果然攻打陳倉，郝昭早已有備而戰，諸葛亮不能攻克，諸葛亮退兵，成就了郝昭。
曹真上表建議數路大軍攻伐蜀漢。魏明帝採納，雖然陳群反對，但曹真依舊出軍。遣大將軍司馬懿經漢水進軍，郭淮、費曜等部或從斜谷入、或從武威入。結果下了三十多天雨，棧道斷絕，曹真只得回軍。
曹真年輕時與同宗曹遵、同鄉朱贊一同效力曹操。曹遵、朱贊早亡，曹真同情他們，上表將自己的食邑分封給他們的兒子，得到准許。曹真每次出兵，都能與將士同甘共苦，軍費不足，就用自己家的錢財，士兵都甘心為他效命。
曹真的兒子曹爽，後來被司馬懿奪權誅殺，有智囊之稱的桓范見其子曹爽優柔寡斷仰天長歎說「曹子丹佳人，生汝兄弟，犢耳!」